绪论
一、岩土测试的作用
岩石和土是地壳上分布广泛、与各种工程建筑关系密切的建筑材料,同时也是建筑物的天然地基或周围介质。在工业与民用建筑、大坝、堤防、桥梁、斜坡路基、港口码头等各类工程的兴建过程中,涉及许多岩土问题。合理地解决这些问题需要科学的程序,即勘测与测试、试验与分析、利用岩土力学的理论设计计算、施工并对施工过程及使用时期进行监测,用监测数据反过来再指导设计计算。如果各项岩土参数测试不正确,那么不管设计理论和方法如何先进、合理,工程的精度仍然得不到保证,所以岩土测试成果是从根本上保证岩土工程设计的精确性以及经济合理的重要手段,也是岩土工程规划和设计的前期工作。
岩土测试不仅在岩土工程中起着十分重要的作用,而且在土力学理论的研究和发展过程中也起着决定性的作用。例如,摩尔-库仑强度理论、达西定律、土的压实理论等土力学理论都是在试验基础上得出的结果;通过试验建立起来的土的非线性应力-应变关系及应力路径的描述,又使岩土工程性状的分析工作得以提高到新的水平。可以说,岩土测试在工程实践中是以岩土力学理论为指导,而岩土力学理论的研究又是以岩土测试成果为依据而得以发展。
岩土测试就是通过试验获得土和岩石的物理、力学性质指标,以供设计计算、施工时使用。但是由于土是由土粒、水和气体三相组成的复杂材料,其性质受到土的密度、含水率、颗粒大小以及孔隙水中的化学成分等多种因素的影响。当土体与建筑物共同作用时,其力学性质又因受力状态、应力历史、加荷速率和排水条件的不同而变得更加复杂。目前,在解决岩土问题时,尚不能像其他力学学科一样具备系统的理论和严密的数学公式,而必须借助经验、现场试验以及室内试验辅以理论计算。在试验时,若要考虑所有因素的影响是有一定困难的,因此必须抓住主要因素给以简化,并以此建立试验原理。
根据试验原理设计试验方法时,试验方法往往有许多种,例如,土的强度试验、土的压缩试验。究竟采用何种试验方法必须根据工程实际情况、土的受力条件、土的性状,否则,就会由于试验方法不当而使试验指标出现误差。试验时又由于试样的数量有限,不能完全代表土的性质、在取样和运输过程中土样的扰动、试验时的条件简化、试验人员的熟练程度不同等情况,都可能使试验结果与工程实际有一定的偏差。
因此,正确的获取岩土的物理、力学性质指标,使岩土测试成果能够比较正确地反映实际岩土性质,测试人员必须掌握岩土测试基本理论、基本知识和基本技能。
二、岩土测试项目
岩土测试大致分为:在现场直接测定的原位测试试验、从现场采取岩土样送至试验室所作的室内试验两大部分。本书只介绍室内岩土测试试验。
室内土工试验分为土的物理性试验和力学性试验两大类。
1.土的物理性质测试
本测试包括有含水率试验、密度试验、土粒比重试验、砂的相对密度试验、颗分试验等。这些试验主要用于土的工程分类及判断土的状态(表0-1)。
表0-1 土的物理性质测试试验
2.土的力学性质试验
本试验包括渗透性试验、击实试验、压缩性试验和强度试验等,主要目的是直接提供设计参数(表0-2)。
表0-2 土的力学性质试验
续表
3.岩石的物理力学性质测试(表0-3)
表0-3 岩石的物理力学性质测试
三、岩土测试实训要求
(1)每次测试验必须做好复习和预习。复习的内容为教科书上有关本次试验的教学内容;预习内容包括仔细阅读测试指导书和去实验室熟悉有关仪器设备。
(2)经过预习应掌握该项测试的意义、目的、操作步骤。对辅导教师提出的检查性问题,应能回答,否则不得进行测试。
(3)测试时态度应严肃认真,严格按辅导教师及试验指导书上所讲的操作步骤进行测试,每台设备的操作应按各设备的操作准则进行,以免损坏设备或造成事故。非本次测试使用的仪器设备不得乱动。
(4)每次测试前各小组应检查仪器是否完好,有问题及时报告。试测完毕后,应将所用仪器设备擦洗干净,放回原处,经小组检查,辅导教师验收无误后方可离室。如有损坏,应填写仪器设备损坏报告单,待后处理。
(5)测试结束后,应在规定时间内提交测试报告。测试报告必须独立完成。书写、计算、制图要求公式、计算过程、单位齐全、清晰整齐。每次测试报告是期终考核成绩的一部分。
(6)如测试结果未能达到要求或因故未作试验者,应申请补作测试,实训教师同意后,在指定日期内进行补作。
(7)测试所得数据,仅作为当次测试结果,不具有普遍适应用性。更不能套用测试结果及对外公布。